交通流量检测系统资料.docx

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交通流量检测系统资料

1.交通流量检测系统

1.1.系统概述

随着我国智能交通系统概念的日益普及和应用的迅速发展，基础交通信息的采集和交通事故检测作为智能交通系统的重中之重来优先发展。

基础交通信息和交通事故主要包括车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占有率、车辆违章信息、交通事故检测、道路气象、视频监视图像等。

交通管理数据是进行合理科学的交通规划、设计、营运、管理与控制的前提和基础。

交通流特征数据的采集是交通管理数据采集的一个十分重要的组成部分。

通过对交通流特征数据的统计分析，将使交通管理者在准确掌握交通现状及其变化规律的条件下，为未来交通需求提供相应的道路工程设施，做出科学的交通管理决策。

随着南海区机动车数量的增加，交通量也在迅速增加，道路交通拥挤愈发突出，如何能够及时地识别城市道路交通状况，防止或降低拥挤程度，整合、分析交通数据以此得到交通参数（速度、占有率、延误）在不同交通状态下的变化规律成为了目前急需解决的问题。

本项目采用的目前城市交通交通流检测系统普遍使用的两种方式—微波车辆检测器和地磁车辆检测器。

1.2.建设内容

南海区目前通过（一期）智能交通管理系统的建设，已经在桂城、大沥片区建成了20个路段的微波采集系统点位，具体点位如下图所示。

虽然已经初步完成信息采集系统框架的搭建，但点位覆盖的范围远远不能满足南海智能交通系统对信息采集系统的需求。

本期项目将在南海区新建82个微波采集点和53个地磁采集点。

1.3.系统整体设计

本系统主要是利用前端采集设备对检测点的交通参数进行采集，并把数据通过无线网络传回中心，供交通诱导系统使用。

本系统按结构可主要分为前端采集系统、传输系统和中心管理系统。

1.3.1.前端采集

本系统的前端采集系统主要包括微波车辆检测器、地磁车辆检测设备、无线传输设备和供电设备等。

前端采集系统是本系统的主要部分，可以通过前端多种采集设备对道路的交通参数进行采集。

1.3.2.传输系统

本系统的传输系统主要包括无线传输设备等。

主要功能是把前端检测设备检测的数据通过无线网络传回中心。

1.3.3.指挥中心管理系统

中心管理系统的功能主要是对前端采集的数据接收并保存，包括的主要设备为数据接收服务器等。

1.4.系统原理

1.4.1.微波检测系统原理

RTMS™G4是第四代微波雷达车检器，用于智能交通检测。

它可以测量微波投影区域内目标的距离，通过距离来实现对多个车道静止车辆和行驶车辆的检测。

RTMS™在微波束的发射方向上以0.38米为一层面分层面探测物体，RTMS™微波束的发射角为50度，方位角为12度。

安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为254个层面的椭圆形波束。

图33RTMS微波波束及其覆盖面示意图

1.4.1.1车辆检测

利用微波及其定位功能RTMS™可以在恶劣天气或振动情况下准确检测车辆和被其遮挡的其它车辆。

RTMS™接收其微波波束覆盖的路面、车辆、隔离带以及树丛的反射信号。

其内部存在着来自各个微片对应的固定反射物的背景信号；当车辆走过检测区时，对应区的反射信号强度将超过背景信号之上的一定的阈值，RTMS就会检测到该车辆。

如果此车辆属于预先设定的车道区域，则其对应的触点开关将闭合，直到车辆走出检测区后才断开，同时内部计数器将加一。

图34车辆检测原理示意图

1.4.1.2数据输出

车辆检测结果有两种独立的输出方式：

1）车道开关量:

16对模拟开关对应相应的车道，有车辆出现时，对应车道的模拟开关闭合。

开关可与交通控制器相连，用于车辆检测（路口应用方式）或用于交通流量检测。

2）串行接口:

RTMS™内部固化软件可实现车流量检测、车道占有率、平均车速和由用户定义的车长分类。

在统计周期结束时，对应于各车道的累计数据可通过串行接口输出。

1.4.2.地磁棒检测系统原理

AMR传感器是将铁－镍合金（Permalloy）薄膜沉积在硅片上，形成电阻条。

在磁场中其阻值可变化2－3%。

通常，四个这样的电阻连接成一个惠斯通电桥的形式，如下图所示，可以测出沿着单一轴线的磁场的强度和方向。

桥臂的典型阻值为1000欧姆，典型带宽为1－5MHz。

磁阻效应的反应是非常快的，不会受到诸如线圈和振荡频率的影响。

AMR传感器的一个关键的优点是可以在硅片上大量生产，封装成商用集成电路的形式。

这样使得磁传感器可以和其它电路和系统元件自动组合在一起。

图：

AMR传感器电路

地球磁场在很广阔的区域内（大约几公里）是一定的。

下图为在地球磁场中车辆的扰动说明了一个铁磁性物体，如汽车，无论它是运动的还是静止的,AMR传感器可检测由于车辆干扰而引起的地磁场的变化。

大的铁磁物体的磁扰动，如一辆汽车，可看作多个双极性磁铁组成的模型。

这些双极性磁铁具有北－南的极化方向，引起地球磁场的扰动。

这些扰动在汽车发动机和车轮处尤为明显，但也取决于在车辆内部.车顶或后备箱中有没有其它铁磁物质。

总之，其综合影响是对地球磁场磁力线的扭曲和畸变，如图：

在均匀磁场中铁磁物体引起的畸变，这种扭曲也被称作车辆的硬铁影响或干扰。

图：

在地球磁场中车辆的扰动

含铁物体+均衡磁场=磁扰动

图：

在均匀磁场中铁磁物体引起的畸变

将一个三轴（X,Y,Z）的AMR磁场计安装在车道旁，可以提供车辆通过时带来的丰富的磁信号，对于这些变量进行模式识别和匹配解算，可以对车辆的种类进行区分，车辆的存在和通过。

图：

传感器采样

1.5.系统功能设计

1.5.1.流量数据采集

系统可以通过前端检测设备对检测点的交通流量数据进行采集，采集的流量数据可以按特定的周期传回中心。

1.5.2.数据分析处理

系统可以根据时间范围、查询周期（5分钟、15分钟、30分钟、60分钟、天）进行统计，并自动生成统计列表；

推算参数查询，包括流量、速度、占有率；

统计、报表分析，根据流量历史数据库，可以浏览任意检测点的日、周报表，能够进行任意检测点任意时段的车道流量、车型、平均车速等多种条件组合的数据查询，可同时选取多个检测点进行比较，并能生成报表，提供多种显示方式显示上述分析结果，提供报表存盘、打印功能。

图表类型：

可选择“柱形图”、“折线图”或“饼图”显示。

交通拥堵趋势分析

系统可根据交通流数据，对区域拥堵发生时间、地点进行统计分析，展现辖区交通拥堵变化趋势，发现拥堵瓶颈。

可对指定时间段内交通状况进行统计，分析拥堵多发地段。

交通管控措施影响分析

系统可提供不同时间段内的交通流关键指标数据变化分析。

通过对交通管控措施实施前后交通情况的变化，辅助人工分析措施实施效果。

可分析的交通管控措施包括大型活动交通保证措施、道路限行/调流措施等。

1.5.3.交通参数统计分析

根据本地数据库，可以浏览任意检测点的日、周、月、季报表，能够进行任意检测点任意时段的车道流量、平均车速等多种条件组合的数据查询，可同时选取多个检测点进行比较，并能生成报表，提供多种显示方式表现查询结果，包括柱方图等图形反映任意时段的交通状态变化。

可提供对查询统计结果的导出存盘和打印功能。

存盘要支持TXT、EXCEL格式。

本系统能采集的交通参数数据主要包括如下几种：

±车流量：

即单位时间内通过相应车道的车辆数目；

±平均车速：

即一段时间内车道中车辆的平均速度；

±车道占有率：

即单位时间内车道上车辆占有时间的比例。

1.5.4.检测设备管理

当网络连接、接收器设备、数据处理异常时系统能够自动报警和通知用户。

用户通过状态检测的随时了解系统运行情况，及时发现系统的异常情况，及时处置系统运行中发生的各种问题。

设备的三种状态：

⏹连接正常

⏹网络中断

⏹设备故障

系统具备实施状态显示功能，在状态监测界面上可以查看检测器ID，电池电压，车辆计数，信号强度，链路质量，丢失率，转发器，通道，刷新时间等参数。

i.图形表示检测设备当前网络状态；

ii.服务管理的状态，如：

实时显示系统服务（如：

连接服务、数据存储服务等模块）、故障和数据信息；

iii.无线通信状态，如：

实时显示所有设备无线信号强度和链路质量；

iv.电池消耗，显示电池有效电压；

自动报警和通知用户网络及设备故障。

1.5.5.检测数据显示

系统对前端传回的检测数据可以在中心以电子地图的方式显示在计算机上，同时这些数据还支持表格显示等。

1.6.主要设备技术参数

1.6.1.微波检测器

Ø微波车辆检测器可检测公路上每一车道所通过的车辆数、车辆速度、车道占有率以及单车交通数据等参数。

Ø可把微波车辆检测器微波信号在道路上覆盖的椭圆形区域划成不同的探测道，并分道进行监控和测量。

Ø探测区域

⏹信号射角（垂直面）：

50°

⏹信号方位角：

12°

⏹检测范围：

0-76米

Ø检测精度

⏹单车道占有率误差≤5%

⏹单车道车流量误差≤5%

⏹单车道平均车速误差≤10%

Ø微波工作频率：

24.125Ghz

Ø传输信号带宽：

50MHz

Ø探测车道数：

每个检测器能够检测12条车道。

Ø探测道宽度：

0.38米。

Ø雷达发射周期:

1.3毫秒，

Ø采样周期：

5-3600秒可调

Ø检测器配备RS-232/485通信接口，传输速率为2400～115200bps可调。

并可加配以太网口。

Ø设备应配有过电压和浪涌电压保护装置，在雷击时设备应不受影响。

ØMTBF：

90000小时。

设备能够连续不间断工作，每天24小时，每周7天。

Ø工作电源：

12～24VDC/AC，功耗3瓦

ØAIO模式

Ø工作环境

⏹环境温度：

-40℃～+75℃

⏹相对湿度：

0到95%RH

1.6.2.地磁棒检测系统

1.6.2.1检测器

品牌：

MeritPlusData

型号：

MPD031S

外观及尺寸：

81mmX81mmX52mm

技术参数：

±无线频带：

2.4GHz；

±通道带宽：

2MHz；

±通道：

16；

±接收/传输速率：

250kbps；

±天线类型：

块状微带天线；

±天线范围：

±60°；

±输出功率：

0dBm；

±接收灵敏度：

-95dBm；

±检测灵敏度：

0-15级；

±电源：

Li-SOCI23.6V电池，57Ah；

±保护等级：

IP58；

±环境温度：

-40ºCto+80ºC；

1.6.2.2中继器

品牌：

MeritPlusData

型号：

MPD031R

外形及尺寸：

108mmX108mmX63mm

技术参数：

±无线频带：

2.4GHz；

±通道带宽：

2MHz；

±通道：

16；

±接收/传输速率：

250kbps；

±天线类型：

块状微带天线；

±天线范围：

±60°；

±输出功率：

0dBm；

±接收灵敏度：

-95dBm；

±电源：

Li-SOCl23.6V电池，57Ah；

±保护等级：

IP67；

±环境温度：

-40ºCto+80ºC；

1.6.2.3接收器

品牌：

MeritPlusData

型号：

MPD031A

外观及尺寸：

160cmX160cmX45cm

技术参数：

±无线频带：

2.4GHz；

±通道带宽：

2MHz；

±通道：

16；

±接收/传输速率：

250kbps；

±天线类型：

块状微带天线；

±天线范围：

±60°；

±输出功率：

0dBm；

±接收灵敏度：

-95dBm；

±电源：

48VDC；

±保护等级：

IP67；

±环境温度：

-40ºCto+80ºC；

1.6.2.4节点数据处理器

品牌：

MeritPlusData

型号：

MPD-ND1

外观及尺寸：

173mmX125mmX34mm

技术参数：

±存储类型：

SD卡或存储芯片；

±接口类型：

以太网口；

±电源：

220V；

±湿度：

≤95%非结露；

±温度：

-40ºCto+80ºC；

1.6.3.无线传输设备

1.7.系统结构图、接线图

1.7.1.微波检测系统

附CAD图纸。

1.7.2.地磁检测系统

1.7.2.1系统拓扑图

系统总体结构分为数据采集和数据接收两部分。

这两部分之间采用无线通信。

收集数据的设备称之为接收器，接收器有两种接口：

以太网口和RS485。

通过以太网口连接网络，在上传至交通管控中心后收集整理数据后接入交通信息发布系统。

1.7.2.2系统指标

±具有三轴（X,Y,Z）检测，不受相邻车辆干扰；

±采用2.4GHzISM波段无线传输；

±兼容欧洲标准DIN系列连接器；

±接口形式：

RS485/RS232、以太网口、电平量/开关量；

±流量准确率不小于97%；

±平均车速准确率±5%，检测速度范围0～180km/h，；

±16级灵敏度可调；

±恢复时间小于10ms；

±电磁干扰保护等级：

IEC801；

±平均故障间隔时间（MTBF）>10000小时；

±平均无故障率不低于100万次；

±检测器具有自动断电重启的功能；

±系统各设备具有远程固件升级；

±检测器具有依据当地情况自校准功能；

±工作环境温度：

-40℃～＋80℃，相对湿度：

0到93%；

±供电：

48V±4V，DC；

1.7.2.3接线示意图

2.实施方案

2.1.微波检测

1．后退距离和安装高度

侧向安装，RTMS的标准安装如下图所示。

安装的立柱与被测最近车道有最小后退距离要求，挂高与后退及被测的车道范围相关。

其关系如下表：

等效车道数

（最小）后退距离（米）

等效车道数=（最近车道的边线与最远车道的外线之间的距离）÷（平均车道宽度）。

例如：

整个检测区域宽=36米，车道宽=3.6米，36÷3.6=10个等效车道。

安装高度（米）

空间允许的话尽量加大后退距离；然后依照实际后退距离确定安装高度。

2．安装步骤

1.保持安装支架正对车道，选择合适的安装高度。

采用螺栓或不锈钢卡箍固定。

安装时球形连接器向下。

2.将RTMS插入球形连接器，切勿扭坏像皮，建议使用润滑剂。

3.保持RTMS检测器、支架和安装插头在一条垂直线上，确保检测器可在安装支架上水平旋转。

4.用7/16扳手松开球型连接固定螺丝，将检测器按要求瞄准，然后拧紧螺丝。

完成瞄准后，以后更换检测器就无需松开固定螺丝。

5.将航空插头连接到检测器，其宽槽一面指向RTMS微波发射端，然后沿着顺时针方向扭动航空插头，旋转到锁定为止。

6.连接RTMS数据接口至便携计算机，按第三部分的说明进行设置，并修正检测器的瞄准方向。

3．瞄准

以下要点介绍如何安装可以较好地覆盖全部检测车道：

●从设备的后面看，以其侧面作为视轴的方向。

●调节RTMS，使之与车道垂直。

●瞄准检测车道的近点1/3处。

●保持RTMS两边水平，侧向安装设备。

瞄准中间1/3处的情况

2.2.地磁检测

2.2.1.安装前准备

1.首先要进行一个整体的系统规划。

准备预安装地区地图一份。

并把相关信息记录其上；

2.对安装点进行实地考察：

根据检测需求，标记检测器安装位置（保证在距检测器安装点60米内有可安装中继器的立杆），并选择合适的立杆用于安装接收器（要考虑到穿线施工的难易）。

3.安装前要对施工队伍进行必要的培训；

4.工具准备

i.检测器安装时要进行钻孔和填封作业，因此需准备水钻一把，￠102mm钻头若干。

清理钻孔用的锤子和錾子。

清理和干燥钻孔毛巾一条。

足够量的干沙子。

清水若干，安装完检测器后，需用沥青或速干环氧树脂等填封检测器安装孔。

ii.接收器安装过程中要穿线，登高作业，需要用到网线、水晶头、网线钳以及测线器。

穿线用穿线器。

破土作业用的工具。

钻孔用的电钻一把。

准备固定接收器用的各型号抱箍若干。

条件允许准备高车一台，用于安装接收器和中继器（有脚扣等爬高工具亦可。

）

iii.中继器不需要穿线，其余作业需求与接收器相同。

2.2.2.安装

在施工过程中，必须详细标记各设备的ID号、安装数量、安装位置等信息。

2.2.3.检测器的安装

先使用水钻在标记位置钻出深100mm,直径102mm的安装孔。

并清理干净。

填少许干沙，平整安装孔的底部。

确保检测器水平。

且检测器顶端距离地表30mm。

图：

检测器埋设剖面

符合要求后，取出模型。

将检测器安装到安装孔中。

并使检测器上盖的箭头指向路段方向。

记录检测器ID号与安装位置。

用沥青或速干环氧树脂将安装孔注满，封闭。

确保填封后的检测器表面不积水。

安装后如下图所示：

图：

安装后检测器效果图

2.2.4.接收器的安装

在安装接收器前请先确保通信用的网线已经穿好。

接收器的安装高度应距离地面4-6m。

先将包装箱内的原件组合好。

乘高车到达指定安装位置，用抱箍将接收器固定在立杆上。

插上网线，拧紧航空接头。

图：

接收器安装效果图

调节方向，确保其前方120º范围内，覆盖所有直接与接收器通信设备。

通过网络接口连接网络，查看接收器连接情况。

确认接收器可以正常工作。

2.2.5.中继器的安装

中继器安装高度应距离地面4-6m。

方向介于所接收的检测器与接收器（或中继器）之间。

安装人员用抱箍将中继器固定到指定位置，调节方向。

确保通信正常。

图：

中继器安装效果图

2.2.6.节点数据处理器的安装

节点数据处理器安装在机箱内，接收器到节点数据处理器需要1根室外双护套超五类网线连接。

机箱尺寸（建议）：

高400mm宽300mm厚250mm，机箱安装在离地2米左右的杆具上。

2.2.7.杆具图（建议）

在路段附近没有合适的杆具安装接收器、中继器、机箱时，需要在路边安装杆具，杆具顶端安装避雷装置，杆具要求如图：

2.2.8.调试

设备安装完毕之后，按下图连接笔记本电脑，打开SM软件，主要调试任务：

±合理分配各检测器的时间槽；

±查看无线信号强度和链路质量，如发现某个检测器的信号比较弱，需要微调接收器的角度（旋转万向节）。

±设置检测器表

3.质量保障方案

3.1.项目质量管理内容

项目质量控制流程如

（1）施工准备阶段

1）确定质量管理组织机构，明确职责。

2）根据工程项目的组织结构和质量要求，确认审核其质量保证体系以及质量保证措施，自检程序。

（2）图纸审核阶段

根据质量总目标、总方针要求。

将质量要求体现在其设计中，这阶段的质量管理工作主要是检查审核。

1）设计规范性检查、审核

2）对国际、行业标准，地方标准执行情况的检查、审核。

3）符合标准、规范情况下，设计合理性检查、审核。

4）业主对设计更改指令的落实情况。

（3）编制施工指导性文件

1）汇总对各子系统施工指导要求，指导文件，对各子系统施工中具有共性的施工指导书，编制统一的施工指导文件。

2）确定采用的施工方法，确定质量控制点。

3）按各系统质量特性要求，选择相应的设备，配备必要的测试仪器，进行验证工作。

4）根据进度要求，进度计划，制定质量检验计划，做好技术交底工作。

（4）包装运输阶段

1）我公司提供的全部货物，均应按标准保护措施进行包装，确保货物安全无损运抵现场。

2）每件包装箱内附一份详细装箱单和质量合格证。

3）我公司在合同规定的交货期前5天以电传形式将合同号、货物名称、数量、包装箱号、总毛重、总体积和备妥交货日期通知买方。

同时我公司将详细交货清单包括合同号、货物名称、规格、数量、总毛重、总体积（立方米）和每个包装箱的尺寸（长×宽×高）、单价、总价和备妥待交日期以及对货物在运输和仓储的特殊要求和注意事项通知买方。

4）我公司负责安排运输，运输费由我公司承担。

5）我公司装运的货物完全按照合同规定的数量及相关规定。

6）装运通知

我公司在货物装完后，24小时之内将合同号、货名、数量、毛重、总体积（立方米）、发票金额、运输工具名称及启运日期，以电报或电传通知买方。

（5）施工阶段

严格设备、材料的质量管理；

严格设备、材料的审批管理制度，对进入现场的设备、材料的质量进行把关，不符合设计规范、订货要求的设备、材料拒绝入场。

设备安装前做好《设备开箱检查记录表》；

严格质量控制点管理：

设定管理点流程图，检查操作指导书，自检、交接检等专业检查记录，质量保持与质量改进措施记录。

1）隐蔽工程的施工

隐蔽工程实施中，将所要预埋的预埋管等隐蔽工程根据技术要求规范，向施工人员作相应的技术说明、标准，确定自检、初检标准，施工中保持抽验的经常性，隐蔽工程必须经过业主、监理方检验合格后方可回填土方。

2）管线施工

主要控制点：

线缆数量，号码标识、穿线工艺：

不能扭缠、破皮、断芯，过渡盒位置设置，光纤弯头弯曲度。

在放置水平、垂直干线施工中，应认真注意控制点要求。

穿线工作的质量对整个系统的质量影响重大。

因此，对此阶段工作质量管理工作的重点应放在技术交底和增加抽验密度上。

技术交底：

根据所承建子系统线缆穿线的技术要求，编写线缆穿线工艺要求，划分明确的作业面，并向施工单位交底，以使责任明确，便于查验。

做好穿线记录表，电缆敷设检查记录表。

增加抽验密度：

由于此阶段施工的特殊性，通过增加抽验密度的措施，对施工质量进行有效控制。

3）设备安装施工

主要控制点：

牢固程度、接线接头工艺以及接地、外观。

设备安装前，根据其设备安装的工艺要求，对其安装人员进行细致的技术交底工作。

固定件的牢固程度、安装程度要正确，严格按程序安装，安装外观美观。

特别要注意设备的接线、接头制作工艺以减少软故障的发生。

4）系统调试阶段

主要控制点：

测试仪器、调试软件、数据完备。

所有要用于调试用的测试仪器，必须有有效的校验合格证，在调试阶段对常用测试仪器要进行计量抽验，保证测量、测试精度；测试、调试的数据必须要完备真实。

5）施工完成

主要控制点：

检查未完工作和缺陷，对未完工作，保证监督执行，应诺保证。

监督试运行及时解决试运行期间的质量问题。

审核竣工资料和竣工图

3.2.施工过程质量保证措施

严格按施工图施工，严格执行国内外相关技术标准及施工规范。

由公司技术总监全面负责该工程深化设计及技术工作，各系统均有专业工程师现场督导施工，处理现场技术问题。

主要设备安装、关键工艺的施工及系统调试、测试均由我公司具有相应培训上岗证书的专业人员进行。

进场材料及设备，严格按设计要求进行验收，不符合要求的设备材料不得在工程中使用。

工程中使用的各类仪器仪表，使用前进行校验，保证计量合格，性能良好，使测量精度符合技术标准要求。

严把施工质量关，每道工序开始施工前，现场工程师向施工人员进行技术交底，明确质量要求，并对上道工序进行检查。

上道工序不合格，整改合格后方可进行下道工序施工。

落实工程项目质量管理体系，现场设专职质检工程师，使工程质量在制度上、程序上得以保证。

教育参与施工的所有员工，始终保持对业主负责，对工程负责的高度责任感，坚持质量第一，争创优质工程。

做好施工、测试记录，整理出高质量的竣工文档，以便于业主使用和管理。